Sistemas de soldadura para aceros inoxidables

Manual
A C E R O S I N O X I D A B L E S
Sistemas Electrodos y Consumibles para Aceros Inoxidables.
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Sistema Electrodos y Consumibles para Acero Inoxidable
©INDURA S.A., Industria y Comercio
Inscripción en el Registro de Propiedad Intelectual Nº188546
Reservados todos los derechos.
Prohibida la reproducción de la presente obra,
en su totalidad o parcialmente,
sin autorización escrita de INDURA S.A.
Texto elaborado por:
Mauricio Ibarra Echeverria, Eduardo Núñez Solís y José Miguel Huerta Ibáñez,
Gerencia de Desarrollo Tecnológico y SHEQ.
Colaboradores:
Judyth Sánchez Sánchez, Gerencia de Marketing y Gestión Comercial
Héctor Fritz Guinez, Gerencia Comercial
Otras obras editadas por INDURA:
“Manual para la recuperación y protección antidesgaste de piezas”
“Manual Sistemas y Materiales de Soldadura”
“Manual de Gases INDURA”
“Catálogo de Procesos y Productos”
Impresión de este libro:
Marzo 2010
2M Impresores Ltda.
INDURA S.A.
Av. Las Americas 585, Cerrillos, Chile
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Integrante de las siguientes asociaciones internacionales:
A.W.S. : American Welding Society
C.G.A. : Compressed Gas Asociation
I.O.M.A. : International Oxygen Manufacturers Asociation
En Chile, miembro integrante de:
ACHS : Asociación Chilena de Seguridad
ASIMET : Asociación de Industriales Metalúrgicos
ICARE : Instituto de Administración Racional de Empresas
ICHA : Instituto Chileno del Acero
SOFOFA: Sociedad de Fomento Fabril
Nota: INDURA, investiga e innova en forma permanente sus productos de acuerdo a las últimas
tecnologías que se van desarrollando a nivel mundial. Por lo tanto las características de los
productos aquí descritos pueden variar durante la vigencia de este libro.
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1
ÍNDICE GENERAL
Temas generales de soldadura
Introducción 3
Seguridad en soldadura al arco 5
Seguridad al usar una máquina soldadora 7
Posiciones en soldadura 10
Esquemas básicos 11
Simbología en soldadura 12
Guía para soldadura de Acero Inoxidable
Aceros Inoxidables
Ventajas del Acero Inoxidable 14
Principales elementos de aleación y su influencia 14
Ferrita, Austenita, Martensita, Cementita, Perlita y Soluciones Sólidas 15
Diagrama Cromo-Hierro 17
Clasificación de acuerdo a su microestructura 18
Aceros Inoxidables Ferríticos 19
Aceros Inoxidables Martensíticos 20
Aceros Inoxidables Endurecibles por Precipitación 21
Aceros Inoxidables Dúplex 21
Corrosión 21
Corrosión Generalizada 21
Corrosión Intergranular 21
Corrosión por Picaduras (Pitting) 23
Corrosión Galvánica 23
Corrosión Bajo Tensión (Stress Corrosión Cracking, SCC) 23
Corrosión por Grietas (Crevice) 23
Corrosión Marina 24
Aceros Inoxidables a Bajas Temperaturas 24
Aceros Inoxidables a Altas Temperaturas Resistencia a la Oxidación (Scaling) 25
Selección de Electrodos para Aceros Inoxidables 26
Importancia del contenido de Ferrita 26
Medición y estimación del contenido de Ferrita 27
Diagrama de Schaeffler 28
Diagrama Delong 29
Soldadura de Aceros Inoxidables 32
Soldadura de Aceros Inoxidables Austeníticos
Fenómeno a considerar en la soldadura de Aceros Inoxidables Austeníticos 37
Recomendaciones Prácticas en Soldadura de Aceros Inoxidables Austeníticos 40
Soldadura de Aceros Inoxidables Ferríticos 41
Fenómenos a Considerar en la Soldadura de Aceros Inoxidables Ferríticos 41
Recomendaciones Prácticas en la Soldadura de Aceros Inoxidables Ferríticos 42
Soldadura de Aceros Inoxidables Martensíticos 43
Recomendaciones Prácticas en la Soldadura de Aceros Inoxidables Martensíticos 43
Resistencia a la Tensión V/S Ductilidad 45
Soldadura de reparación de Piezas de Gran Sección 45
Electrodos
Arco Manual
• INDURA 308/308H 47
• INDURA 308 L 47
• INDURA 309 L 48
• INDURA 309 MoL 48
• INDURA 25-20 49
• INDURA 29-9S 49
• INDURA 316/316H 50
• INDURA 316L 50
• INDURA 347 51
• INDURA 13/4 51
• INDURA 2209 52
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MIG
• INDURA 308 L 52
• INDURA 309 L 53
• INDURA 316L 53
TUBULAR
• INDURA 308 LT1 54
• INDURA 308 L-O 55
TIG
• INDURA 308/308H 56
• INDURA 308 L 56
• INDURA 309 L 57
• INDURA 316 H 57
• INDURA 316 L 58
• INDURA 2209 58
Tablas
Composición química de los Aceros Inoxidables. 59
Composición química Típica de Aceros Inoxidables (Material Base) 61
Dureza
Tabla Comparativa de Dureza 63
Recomendaciones de electrodos de Acero Inoxidable de acuerdo al material base 65

3
INTRODUCCIÓN
Los objetivos del presente manual son:
• Revisar los fundamentos de la metalurgia del acero
inoxidable.
• Proporcionar información sobre los electrodos y
alambres de acero inoxidable INDURA.
• Entregar al usuario recomendaciones prácticas para la
soldadura de los diferentes tipos de aceros inoxidables
con electrodos INDURA.
• Proporcionar información de referencia para consulta.
La responsabilidad del fabricante de productos de
soldadura es sugerir las composiciones de los electrodos
o alambres, para metales base de acero inoxidable de
acuerdo a información entregada por el cliente. Las
recomendaciones prácticas entregadas para la soldadura
de los diferentes tipos de aceros inoxidables son una guía
y no pretenden reemplazar el procedimiento definido por
los ingenieros de diseño o de materiales y tampoco
garantiza la calificación de los soldadores, por lo tanto el
fabricante no asume la responsabilidad por el rendimiento
de las piezas soldadas con sus productos.
Los electrodos INDURA son fabricados y suministrados
bajo un estricto sistema de calidad que cumple los
requisitos de la norma ISO 9001 y de las normas AWS.
DebidoaqueINDURAS.Aestámejorandoconstantemente
sus productos, se reserva el derecho de cambiar el diseño
y/o las especificaciones sin aviso previo. La información
contenida en las fichas técnicas, se presentan solamente
como valores “típicos”. Los datos “típicos” son obtenidos
cuando están soldados y probados de acuerdo con la
especificación de la AWS. Otras pruebas y procedimientos
pueden producir diversos resultados.
RESEÑA HISTÓRICA
Presente desde 1948, INDURA desarrolla e implementa
soluciones tecnológicas integrales con gases y soldadura
para optimizar los procesos productivos de las empresas
de diversos mercados, contribuyendo así con su
crecimiento y rentabilidad.
La compañía nace para satisfacer las necesidades del
sector metalmecánico con una moderna planta de
electrodos. Ya en 1962 es la puesta en marcha de la
primera Planta de Gases de aire, para la producción de
oxígeno, acetileno y nitrógeno. Luego de esto, INDURA
comenzó a expandirse fuera del territorio nacional.
En 1979 se inicio la internalización de la compañía a través
de la fabricación de soladuras en Ecuador. Luego ingresa
en 1991, al mercado argentino comercializando soldaduras,
gases y equipos que satisfacen las necesidades de los
mercados de salud y metalmecánica y resonancia
magnética nuclear. 5 años más tarde, se extiende hasta
Perú, principalmente en las áreas de minería, metalmecánica
y salud. El año 2005 fue la entrada con operaciones directas,
al mercado Mexicano. Durante el 2008, la compañía
adquiere la segunda empresa colombiana de gases,
Cryogas y comienza sus operaciones en dicho país.
Además, la Compañía se ha consolidado a nivel inter-
nacional, contando con un efectivo canal de distribución
que está presente en Estados Unidos, Canadá, Centro-
américa, Uruguay, Venezuela y Bolivia.
En el sector metalmecánico, INDURA ha desarrollo so-
luciones tecnológicas con gases y mezclas gaseosas
para los procesos en los cuales los clientes lo requieran,
cumpliendo con los más altos estándares internaciona-
les, acreditando así un servicio de excelencia para cada
requerimiento.
La experiencia de estos 60 años en el área metalmecánica,
le ha permitido a INDURA convertirse en un socio estraté-
gico que ofrece a sus clientes una gama extensa de pro-
ductos y servicios, los que contribuyen en cada aplicación
y en cada industria, como por ejemplo en minería, astilleros,
maestranzas, construcción, entre otros.

4 www.indura.net
Certificaciones y Acreditaciones
INDURA y sus empresas relacionadas cuentan con las
siguientes Certificaciones y Acreditaciones:
Sistema de Gestión de Calidad de INDURA S.A.
Aprobado por Lloyd´s Register of Shipping Quality
Assurance de acuerdo a Norma ISO 9001
Sistema de Análisis de Riesgos y Control de Puntos
Críticos de INDURA S.A.
Assurance.
De acuerdo con Codex Alimentarius
Annex to CAC/RCP1-1969, Rev.4 (2003)
SistemadeGestiónMedioambientaldeSOLDADURAS
CONTINUAS LTDA.
Assurance.
De acuerdo a Norma ISO 14001 / NCh-ISO 14001 of. 97
Laboratorio de Ensayos Químicos del
CENTRO TÉCNICO INDURA LTDA.
Aprobado por el Instituto Nacional de Normalización,
INN, Según NCh-ISO 17025 of. 2001
Laboratorio de Ensayos no Destructivos del CENTRO
TÉCNICO INDURA LTDA.
Laboratorio de Ensayos Mecánicos del
Sistema de Gestión del
Aprobado por BVQI
De acuerdo a Norma ISO 9001 / NCh ISO 9001 of. 2001
Sistema de Gestión del CENTRO TÉCNICO
INDURA LTDA.
Aprobado por BVQI
De acuerdo a NCh 2728 of. 2003
Sistema de Gestión del CENTRO TÉCNICO
INDURA LTDA.
Aprobado por BVQI
De acuerdo a BS EN ISO 9001
Ventajas de preferir productos y servicios
INDURA
Elegir la línea de productos y servicios INDURA presenta
ventajas en Productividad, Calidad, Seguridad y Medio
Ambiente para nuestros clientes, dichas ventajas se
sustentan en:
Cumplimiento de normas internacionales y
nacionales:
Adicionalmente a las acreditaciones detalladas ante-
riormente, INDURA cumple con las Normas AWS, ade-
más de ser auditado periódicamente por organismos
certificadores como la American Bureau of Shipping
(ABS), Lloyd´s Register of Shipping (LRS), Germanis-
cher Lloyd (GL), Nippon Kaiji Kyokai (NKK) y Canadian
Welding Bureau (CWB).
Cobertura nacional e internacional:
INDURA posee cobertura nacional e internacional dada
por una amplia red de plantas productivas, sucursales y
distribuidores.
Asesoría técnica
INDURA ofrece a sus clientes asesoría en terreno, en sus
sucursales de venta y a través de su Call Center.
Centros de formación técnica CETI:
INDURA ofrece a través de su Centro Técnico CETI
variados servicios como: capacitación, calificación de
procedimientos, calificación de soldadores, inspección,
laboratorio de ensayos no destructivos, laboratorio me-
cánico y laboratorio químico.
Variedad de productos para amplia gama de
aplicaciones:
INDURA ofrece una amplia variedad de productos en
soldadura, gases y equipos para una amplia gama de
aplicaciones.

5
SEGURIDAD EN SOLDADURA AL ARCO
Cuando se realiza una soldadura al arco, durante la cual
ciertas partes conductoras de energía eléctrica están al
descubierto, el operador tiene que observar con especial
cuidado las reglas de seguridad, a fin de contar con la
máxima protección personal y también proteger a las
otras personas que trabajan a su alrededor.
En la mayor parte de los casos, la seguridad es una
cuestión de sentido común. Los accidentes pueden
evitarse si se cumplen las siguientes reglas:
Protección personal
Siempre utilice todo el equipo de protección necesario
para el tipo de soldadura a realizar. El equipo consiste en:
1. Máscara de soldar, proteje los ojos, la cara, el cuello
y debe estar provista de filtros inactínicos de acuerdo
al proceso e intensidades de corriente empleadas.
2. Guantes de cuero, tipo mosquetero con costura
interna, para proteger las manos y muñecas.
3. Coleto o delantal de cuero, para protegerse de
salpicaduras y exposición a rayos ultravioletas del
arco.
4. Polainas y casaca de cuero, cuando es necesario
hacer soldadura en posiciones vertical y sobrecabeza,
deben usarse estos aditamentos, para evitar las
severas quemaduras que puedan ocasionar las
salpicaduras del metal fundido.
5. Zapatos de seguridad, que cubran los tobillos para
evitar el atrape de salpicaduras.
6. Gorro, protege el cabello y el cuero cabelludo,
especialmente cuando se hace soldadura en
posiciones.
IMPORTANTE:
Evite tener en los bolsillos todo material inflamable
como fósforos, encendedores o
papel celofán.
No use ropa de material sintético,
use ropa de algodón.
INDURA; como empresa miem-
bro de AWS (www.aws.org) se
suscribe a las normativas de
seguridad de este organismo.
Para mayor información ver:
AWS Z49.1: 2005 Safety in
Welding, Cutting, and
Allied Processes; Se-
guridad en Soldadura
Corte y Procesos Afines.
AWS F3.2M/F3.2:2001 Ventilation
Guide for Weld Fume; Guía para
Ventilación de Humos de Solda-
dura.
Cada país posee legislación
y reglamentos asociados
a los procesos de Soldadura
y Corte.
Consulte las normativas asociadas a seguridad en
Soldadura y procesos afines válidos para su país.

6 www.indura.net
Protección de la vista
La protección de la vista es un asunto tan importante
que merece consideración aparte. El arco eléctrico que
se utiliza como fuente calórica y cuya temperatura al-
canza sobre los 4.000°C, desprende radiaciones visi-
bles y no visibles. Dentro de estas últimas, tenemos
aquellas de efecto más nocivo como son los rayos
ultravioleta e infrarrojo.
El tipo de quemadura que el arco produce en los ojos
no es permanente, aunque sí es extremadamente dolo-
rosa. Su efecto es como “tener arena caliente en los
ojos”. Para evitarla, debe utilizarse un lente protector
(vidrio inactínico) que ajuste bien y, delante de éste, para
su protección, siempre hay que mantener una cubierta
de vidrio transparente, la que debe ser sustituida inme-
diatamente en caso de deteriorarse. A ﬁn de asegurar
una completa protección, el lente protector debe poseer
la densidad adecuada al proceso e intensidad de co-
rriente utilizada. La siguiente tabla le ayudará a selec-
cionar el lente adecuado:
Inﬂuencia de los rayos sobre el ojo humano:
Electrodos recubiertos 9 10 11 12 13 14
MIG, sobre metales
pesados 10 11 12 13 14
MIG, sobre aleaciones
ligeras
10 11 12 13 14 15
TIG, sobre todos los
metales y aleaciones
9 10 11 12 13 14
MAG 10 11 12 13 14 15
Torchado arco-aire 10 11 12 13 14 15
Corte por chorro de
plasma 11 12 13
Soldadura por arco de
microplasma
2,5 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
PROCEDIMIENTO DE INTENSIDADES DE LA CORRIENTE EN AMPERES
SOLDADURA O TÉCNICAS
RELACIONADAS
0,5 1 2,5 5 10 15 20 30 40 60 80 100 125 150 175 200 225 250 275 300 350 400 450 500
Nota: Las áreas en azul corresponden a los rangos en donde la operación de soldadura no es normalmente usada.
Según las condiciones de iluminación ambiental, pueden usarse un grado de protección inmediatamente superior o
inferior al indicado en la tabla.
La expresión metales pesados abarca los aceros y sus aleaciones, el cobre y sus aleaciones, etc.
Escala de cristal inactínico a usar (en grados), de acuerdo al proceso de soldadura, torchado y corte
Sin lente protector
Con lente protector

7
SEGURIDAD AL USAR UNA MÁQUINA
SOLDADORA
Antes de usar la máquina de soldar al arco debe guardarse
ciertas precauciones, conocer su operación y manejo,
como también los accesorios y herramientas
adecuadas.
Para ejecutar el trabajo con facilidad y seguridad, deben
observarse ciertas reglas muy simples:
Máquina soldadora (Fuente de poder)
Recomendaciones para la instalación, operación y
mantención:
Siga las siguientes recomendaciones para la instalación de
su equipo:
• Sólo personal calificado debe realizar la instalación
eléctrica del equipo.
• No instale o ponga el equipo cerca o sobre superficies
combustibles o atmósferas inflamables.
• No sobrecargue el cableado de su instalación eléctrica.
• Respete el ciclo de trabajo que requiere su equipo para
permitir su periodo de enfriamiento.
• Recuerde que el periodo de trabajo continuo de su
equipo depende del amperaje utilizado.
• Revise cuidadosamente el automático y el circuito de
alimentación.
• Cubra los bornes de la máquina de soldar.
• Asegúrese que el cable de soldadura posea la sección
y las características necesarias para conducir la corriente
que se requiere, no utilice cables en mal estado o inade-
cuados.
• Desconecte la energía eléctrica cuando realice la co-
nexión del enchufe del equipo a la fuente de energía.
Circuitos con corriente:
En la mayoría de los talleres el voltaje usado es 220 ó 380
volts. El operador debe tener en cuenta el hecho de que
estos son voltajes altos, capaces de inferir graves
lesiones. Por ello es muy importante que ningún trabajo
se haga en los cables, interruptores, controles, etc., antes
de haber comprobado que la máquina ha sido
desconectada de la energía, abriendo el interruptor para
desenergizar el circuito. Cualquier inspección en la
máquina debe ser hecha cuando el circuito ha sido
desenergizado.
Circuitos con corriente
Línea a tierra:
Todo circuito eléctrico debe tener una línea a tierra para
evitar que la posible formación de corrientes parásitas
produzca un choque eléctrico al operador, cuando éste,
por ejemplo, llegue a poner una mano en la carcasa de
la máquina. Nunca opere una máquina que no tenga
su línea a tierra.
Cambio de polaridad:
El cambio de polaridad se realiza para cambiar el polo del
electrodo de positivo (polaridad invertida) a negativo
(polaridad directa). No cambie el selector de polaridad si
la máquina está operando, ya que al hacerlo saltará el
arco eléctrico en los contactos del interruptor,
destruyéndolos. Si su máquina soldadora no tiene selector
de polaridad, cambie los terminales cuidando que ésta
no esté energizada.
wCambio de polaridad

8 www.indura.net
Cambio del rango de amperaje:
En las máquinas que tienen 2 o más escalas de amperaje
no es recomendable efectuar cambios de rango cuando
se está soldando, esto puede producir daños en las
tarjetas de control, u otros componentes tales como
tiristores, diodos, transistores, etc.
En máquinas tipo clavijeros no se debe cambiar el
amperaje cuando el equipo está soldando ya que se
producen serios daños en los contactos eléctricos,
causados por la aparición de un arco eléctrico al
interrumpir la corriente.
En máquinas tipo Shunt móvil, no es aconsejable regular
el amperaje soldando, puesto que se puede dañar el
mecanismo que mueve el Shunt.
Circuito de soldadura:
Cuando no está en uso el portaelectrodos, nunca debe
ser dejado encima de la mesa o en contacto con cualquier
otro objeto que tenga una línea directa a la superficie
donde se suelda. El peligro en este caso es que el
portaelectrodo, en contacto con el circuito a tierra,
provoque en el transformador del equipo un corto
circuito.
La soldadura no es una operación riesgosa si se respetan
las medidas preventivas adecuadas. Esto requiere un
conocimiento de las posibilidades de daño que pueden
ocurrir en las operaciones de soldar y una precaución
habitual de seguridad por el operador.
Seguridad en operaciones de soldadura
Condiciones ambientales que deben ser consideradas:
Riesgos de incendio:
En el lugar de trabajo pueden estar presentes atmósferas
peligrosas. Siempre tenga presente que existe riesgo de
incendio si se juntan los 3 componentes del triángulo del
fuego (combustible, oxígeno y calor). Observe que basta
que se genere calor, (ni siquiera es necesaria una chispa)
y recuerde que existen sustancias con bajo punto de
inflamación. Algunas recomendaciones prácticas para
prevenir riesgos de incendio son las siguientes:
• Nunca se debe soldar en la proximidad de líquidos
inflamables, gases, vapores, metales en polvo o polvos
combustibles. Cuando el área de trabajo contiene gases,
vapores o polvos, es necesario mantener perfectamente
aireado y ventilado el lugar mientras se suelda.
• Antes de iniciar un trabajo de soldadura siempre
identifique las potenciales fuentes generadoras de calor
y recuerde que éste puede ser transmitido a las
proximidades de materiales inflamables por conducción,
radiación o chispa.
• Cuando las operaciones lo permiten, las estaciones de
soldadurasedebensepararmediantepantallasoprotecciones
incombustibles y contar con extracción forzada.
• Los equipos de soldar se deben inspeccionar
periódicamenteylafrecuenciadecontrolsedebedocumentar
para garantizar que estén en condiciones de operación
segura. Cuando se considera que la operación no es
confiable,elequipodebeserreparadoporpersonalcalificado
antes de su próximo uso o se debe retirar del servicio.
• Utilice equipo de protección personal. Disponga siempre
de un extintor en las cercanías del área de trabajo.
• Las condiciones de trabajo pueden cambiar, realice test
tan a menudo como sea necesario para identificar
potenciales ambientes peligrosos.
Circuito de soldadura
Riesgos de incendio
Cambio de rango de amperaje

9
Ventilación:
Soldar en áreas confinadas sin ventilación adecuada
puede considerarse una operación arriesgada, porque al
consumirse el oxígeno disponible, a la par con el calor de
la soldadura y el humo restante, el operador queda
expuesto a severas molestias y enfermedades.
Humedad:
La humedad entre el cuerpo y algo electrificado forma
una línea a tierra que puede conducir corriente al cuerpo
del operador y producir un choque eléctrico.
El operador nunca debe estar sobre una poza o sobre
suelo húmedo cuando suelda, como tampoco trabajar en
un lugar húmedo.
Deberá conservar sus manos, vestimenta y lugar de
trabajo continuamente secos.
Seguridad en soldadura de estanques
Soldar recipientes que hayan contenido materiales
inflamables o combustibles es una operación de soldadura
extremadamente peligrosa. A continuación se detallan
recomendaciones que deben ser observadas en este tipo
de trabajo:
a) Preparar el estanque para su lavado:
La limpieza de recipientes que hayan contenido
combustibles debe ser efectuada sólo por personal
experimentado y bajo directa supervisión.
No deben emplearse hidrocarburos clorados (tales como
tricloroetileno y tetracloruro de carbono), debido a que se
descomponen por calor o radiación de la soldadura, para
formar fosfógeno, gas altamente venenoso.
b) Métodos de lavado:
La elección del método de limpieza depende generalmente
de la sustancia contenida. Existen tres métodos: agua,
solución química caliente y vapor.
c) Preparar el estanque para la operación de
soldadura:
Al respecto existen dos tratamientos:
• Agua
• Gas CO2
o N2
El proceso consiste en llenar el estanque a soldar con
alguno de estos fluidos, de tal forma que los gases
inflamables sean desplazados desde el interior.
Ventilación
Humedad
Venteo con agua Venteo con gas
Venteo
Agua
Venteo Abierto
CO2 o N2
Drenaje cerrado
Zona de
soldadura
Nivel de
agua

10 www.indura.net
POSICIONES EN SOLDADURA
Designación de acuerdo con ANSI/AWS A3.0:2001
Soldadura ﬁlete
Soldadura de ranura en plancha
1G 2G 3G 4G
Soldadura de ranura en tuberías
1G 2G 5G 6G
Plano Horizontal Vertical Sobrecabeza
1F 2F 3F 4F
La tubería se rota La tubería no se rota
mientras se suelda mientras se suelda

11
ESQUEMAS BÁSICOS
Tipos de soldadura
Filete
Relleno
Recubrimiento
Ranura
Tapón
Formas de bisel
Esquemas Básicos de Soldadura
Tipos de unión
A tope Esquina Traslape
Borde Tipo T
Cuadrado Tipo J Bisel simple
Bisel en V simple Doble Bisel simple Tipo U
Bisel V doble

12 www.indura.net
SIMBOLOGÍA EN SOLDADURA
La simbología en la especiﬁcación de trabajos de soldadura
es una forma clara, precisa y ordenada de entregar
información de operación. Existe para ello una simbología
estándar que ha sido adoptada para la mayoría de los
procesos de soldadura.
Ubicación estándar de los elementos de la simbología en soldadura
A continuación se muestra los diferentes signiﬁcados que
existen en una simbología de soldadura.

13
ACEROS INOXIDABLES
Origen del Acero Inoxidable
Existen muchas versiones diferentes sobre el origen del
acero inoxidable. Una de ellas afirma que poco antes de
la Primera Guerra Mundial, un comerciante francés en
chatarra se dio cuenta que un cañón permanecía brillante
y limpio entre un montón de oxidados cañones. Las
investigaciones revelaron que se había agregado una
cantidad excesiva de cromo al acero básico durante la
fabricación de este cañón especial. Así, el acero inoxidable,
habría sido descubierto por casualidad.
En 1905-1906 Quillet (Francia) fue la primera persona en
producir y explorar, metalúrgica y mecánicamente, los
aceros inoxidables en las composiciones que entran en las
tres clases principales: Austeníticos, Ferríticos y
Martensiticos. Sin embargo, él no descubrió el fenómeno
de la pasividad (la resistencia sobresaliente de los aceros
inoxidables a las soluciones químicas más corrosivas que
atacarían fácilmente a los aceros al carbono).
Entre 1908-1910 la investigación de Monnartz (Alemania)
dio a conocer la inoxidabilidad de estos aceros como
función de la pasividad. Él notó la importancia del mínimo
de aproximadamente 11% de cromo, la necesidad de bajo
carbono, el hecho de que el carbono podía estabilizarse y
la contribución del molibdeno para realizar la resistencia a
la corrosión.
En la actualidad el Instituto Americano del Hierro (AISI)
enumera aproximadamente 60 tipos convencionales. En
los años recientes los aceros inoxidables para
endurecimiento por precipitación (PH) han emergido como
la cuarta clase. Más recientemente, los aceros inoxidables
dúplex, que contienen aproximadamente 50% de Ferrita
y 50% de Austenita están siendo promovidos como para
ambientes agresivos en donde la resistencia a la corrosión
por tensiones es de gran importancia.
Qué es el Acero Inoxidable
Los aceros inoxidables son aleaciones a base de hierro,
con bajo contenido de carbono y un mínimo de 11% de
cromo. La mayoría de los grados comerciales contiene al
menos 11% de cromo y hasta 0.8% de carbono. Algunos
grados contienen níquel como segundo elemento de
aleación. Cuando el contenido total de la aleación excede
aproximadamente el 50%, la designación “resistente al
calor” es más aplicable que inoxidable.
Su principal característica es su alta resistencia a la
corrosión. Esta resistencia es debido a la formación
espontánea de una capa de óxido de cromo en la superficie
del acero. Aunque es extremadamente fina, esta película
invisible está firmemente adherida al metal y es
extremadamente protectora en una amplia gama de medios
corrosivos. Dicha película es rápidamente restaurada en
presencia del oxígeno, y así daños por abrasión, corte o
mecanizados son reparados rápidamente (ver Fig.1 , 2 y 3).
Para aumentar la resistencia a la corrosión o para
requerimientos de fabricación específicos, el cromo puede
aumentarse y pueden añadirse otros elementos tales como
níquel o molibdeno. Con aproximadamente 11% de Cromo,
se formará una película protectora suficiente para soportar
un ambiente poco agresivo como puede ser el interior de
una vivienda, pero con el tiempo, si este acero presta
servicio a la intemperie, acabará corroyéndose. Con
alrededor de 18% de Cromo, el acero esta en condiciones
de soportar las mas rigurosas condiciones atmosféricas.
El grado de impenetrabilidad de la capa de óxido en ciertos
ambientes depende no sólo de la composición de la
aleación, sino también en el medio específico, de la
temperatura de éste, y de la concentración del agente
corrosivo.
Figura 1. El acero inoxi-
dable forma una capa
de óxido de cromo.
Figura 2. Cuando es ra-
yado, esta película pro-
tectora es removida.
Figura 3. La capa pro-
tectora es restaurada.

14 www.indura.net
PRINCIPALES ELEMENTOS DE ALEACIÓN Y SU
INFLUENCIA
Cromo
• Formador de Ferrita y Carburo.
• Principal responsable de la resistencia a la corrosión y
de la formación de la película de óxido.
• No presenta aporte signiﬁcativo en la resistencia a altas
temperaturas y al creep.
Níquel
• Formador de Austenita.
• Mejora la resistencia general a la corrosión en líquidos
no oxidantes.
• Mejora la tenacidad y la ductilidad.
• Reduce la conductividad del calor.
• Aumenta la resistencia eléctrica.
• Aumenta la resistencia a la fatiga.
• Aumenta la capacidad de ser soldado.
• Se añade a los grados con cromo para mejorar las
propiedades mecánicas.
Molibdeno
• Formador de Ferrita y Carburo.
• Mejora la resistencia a temperaturas elevadas y al
creep.
• Mejora la resistencia general a la corrosión en medios no
oxidantes, y la resistencia a la corrosión por picadura en
todos los medios.
VENTAJAS DEL ACERO INOXIDABLE
Resistencia a la corrosión
Todos los aceros inoxidables tienen una alta resistencia a
la corrosión. Los grados de baja aleación, resisten la
corrosión en condiciones atmosféricas; los grados
altamente aleados pueden resistir la corrosión en la mayoría
de los medios ácidos, incluso a elevadas temperaturas.
Resistencia a la alta y baja temperatura
Algunos grados resisten grandes variaciones térmicas y
mantendrán alta resistencia a temperaturas muy altas, otros
demuestran dureza excepcional a temperaturas
criogénicas.
Facilidad para la fabricación
La mayoría de aceros inoxidables pueden ser cortados,
soldados, forjados y mecanizados con resultados
satisfactorios.
Resistencia mecánica
La característica de endurecimiento por trabajo en frío de
muchos aceros inoxidables, se usa en el diseño para reducir
espesores y así, los costos. Otros aceros inoxidables
puedensertratadostérmicamenteparahacercomponentes
de alta resistencia.
Estética
Elaceroinoxidableestádisponibleenmuchasterminaciones
superﬁciales. Se mantiene fácilmente dando por resultado
una alta calidad.
Propiedades higiénicas.
La facilidad de limpieza del acero inoxidable lo hace la
primera opción en hospitales, cocinas, e instalaciones
alimenticias y farmacéuticas.
Ciclo de trabajo
El acero inoxidable es un material durable, y es la opción
mas barata considerando el ciclo vital.

15
FERRITA, AUSTENITA, MARTENSITA, CEMENTITA,
PERLITA Y SOLUCIONES SÓLIDAS
Ferrita y Austenita
El hierro puro solidiﬁca a 1536° C en una forma cristalina
llamada Ferrita, la cual tiene una estructura cúbica centrada
en el cuerpo (BCC), formada por un átomo en cada una de
las ocho esquinas y un átomo en el centro (ver Fig. 4). Al
enfriarse a 1392° C, la estructura se transforma a Austenita,
la cual es una estructura cúbica centrada en las caras (FCC)
formada por un átomo en cada una de las ocho esquinas
y un átomo en cada cara (ver Fig.4). A 911° C la fase se
transforma nuevamente en Ferrita, forma estable a
temperatura ambiente (ver Fig.4). Aunque estructuralmente
son iguales, la Ferrita a alta temperatura se denomina
Ferrita delta (δ), mientras que la Ferrita a baja temperatura
se conoce como Ferrita alpha (α). A su vez la estructura de
Austenita se denomina por la letra gama (γ).
Figura 4. Celdas cristalinas BCC, FCC y BCT
La Martensita corresponde a un arreglo de átomos que
tienen una estructura tetragonal centrada en el cuerpo
(BCT) (como BCC pero elongada en una dirección). Durante
el enfriamiento rápido, la transformación típica de Austenita
a Ferrita que se esperaría en un acero con bajo contenido
de carbono, se ve interrumpida por la presencia de carbono
y de mayor contenido de elementos de aleación, junto con
la falta de tiempo para alcanzar un equilibrio mayor.
Debido a que las estructuras martensíticas son duras y
frágiles, es necesario un tratamiento térmico posterior
(revenido) para reducir su dureza y resistencia y aumentar
su ductilidad al nivel requerido para la mayoría de las
aplicaciones industriales.
SOLUCIONES SÓLIDAS
Consideremosunaaleacióndehierroconaproximadamente
13% de cromo. Los átomos de hierro (Fe) y de cromo (Cr)
son aproximadamente del mismo tamaño y alrededor de
uno de cada siete átomos será de Cr. Esta distribución de
átomos en un cristal, en el que los átomos del segundo
elemento se distribuyen uniformemente en la estructura
del cristal base se conoce como sustitucional. Cuando los
átomos se encuentran en sitios exactamente similares a
los átomos de Fe, la solución sólida se conoce como
sustitucional. Si se añade carbono (C) a la aleación, los
átomos de C, siendo más pequeños que los átomos de Fe
o de Cr, se distribuyen en los intersticios entre los otros
átomos y se forma una solución sólida intersticial.
PROPIEDADES DE LA FERRITA
Es una solución sólida de carbono en hierro alfa. Su
solubilidad a la temperatura ambiente es del orden de
0.008% de carbono, por esto se considera como hierro
puro. La máxima solubilidad de carbono en el hierro alfa
es de 0,02% a 723 °C. La Ferrita es la fase más blanda y
dúctil de los aceros, es magnética, cristaliza en una red
cúbica centrada en el cuerpo (BCC), tiene una dureza
aproximada de 90 Brinell, una resistencia a la tracción de
unos 28 (kg/mm2) y un alargamiento del orden de 35%. El
contorno de los granos es ligeramente curvilíneo. Se
encuentra libre en los aceros de menos de 0.89% de
carbono. En conjunto con la Cementita forma Perlita.
Figura 5. Microestructura del acero al carbono, cristales
blancos de Ferrita

16 www.indura.net
PROPIEDADES DE LA AUSTENITA
Está formado por una solución sólida de carbono en hierro
gamma. Es blanda, dúctil, tenaz y no magnética. El
contorno de los granos es rectilíneo. Es estable por encima
de la temperatura crítica Ac1. La cantidad de carbono
disuelto, varía hasta 2.05 % C, que es la máxima solubilidad
a la temperatura de 1130 °C. Está formada por cristales
cúbicos centrados en las caras (FCC). Su resistencia varía
de 590 a 885 MPa (de 60 a 90 Kg/mm2) .
Figura 6. Microestructura de la Austenita
PROPIEDADES DE LA CEMENTITA
Es el carburo de hierro de fórmula Fe3C. Contiene 6.67%C
y 93.33% de Fe. Es el microconstituyente más duro y frágil
de los aceros al carbono, alcanzando una dureza Brinell
de 700 (68 HRC). En los aceros con más de 0.9%C forma
una red que envuelve los granos de Perlita. Forma parte
de la Perlita como láminas paralelas separadas por otras
láminas de Ferrita. También aparece en los aceros
hipoeutectoides que no han sido bien templados.
Figura 7. Microestructura del acero 1%C, red blanca de
Cementita
PROPIEDADES DE LA PERLITA
Es el microconstituyente eutectoide que contiene el 0.8 %C,
formado por capas alternadas de Ferrita y Cementita, esta
posee un 88 % de Ferrita y 12 % de Cementita. Tiene una
dureza de 250 Brinell, resistencia a la tracción de 80 kg/
mm2
y un alargamiento del 15%. Su nombre se debe al
aspecto que adquiere al iluminarla. La Perlita aparece en
general en el enfriamiento lento de la Austenita y
especiﬁcamente por la transformación isotérmica de la
Austenita en el rango de 650 a 723°C.
Figura 8. Microestructura de la Perlita, Ferrita en Blanco
PROPIEDADES DE LA MARTENSITA
Es el constituyente de los aceros templados. Es una
solución sólida sobresaturada de carbono en Ferrita. Se
obtiene por enfriamiento rápido de los aceros desde su
estado austenítico a altas temperaturas. El contenido de
carbono suele variar desde muy poco carbono hasta el
1%. La Martensita tiene una dureza de 50 a 68 Rc (495 a
745 HB), resistencia a la tracción de 170 a 250 kg/mm2, un
alargamiento del 0.5 al 2.5 %, es muy frágil y presenta un
aspecto acicular. Los aceros templados suelen quedar
demasiado duros y frágiles, inconveniente que se corrige
por medio del revenido que consiste en calentar el acero
a una temperatura inferior a la crítica inferior (723°C),
dependiendo de la dureza que se desee obtener,
enfriándolo luego al aire.
Figura 9. Microestructura de la Martensita

17
DIAGRAMA CROMO-HIERRO
La Figura 10 muestra el diagrama de equilibrio estable
Cr-Fe, su análisis presenta una forma adecuada de revisar
los conceptos básicos detrás de los diferentes tipos de
aceros inoxidables: ferríticos, martensíticos, austeníticos,
dúplex y endurecibles por precipitación.
Figura 10. Diagrama de Fases Cromo-Hierro
Del análisis del diagrama Cr-Fe se deduce lo
siguiente:
a) Las aleaciones hierro-cromo, con menos de 12% de
cromo, transforman su estructura ferrítica a austenítica
(fase gamma, γ) durante el calentamiento. Por enfriamiento
rápido hasta la temperatura ambiente, conseguiremos
transformar la Austenita en Martensita (aceros inoxidables
martensíticos).
b) Las aleaciones de hierro con contenidos de cromo entre
12 y 13% forman a elevadas temperaturas estructuras
bifásicas (α y γ) que enfriadas rápidamente a temperatura
ambiente, presentarán una estructura formada por Ferrita
y Martensita (aceros ferríticos-martensíticos).
c) Las aleaciones hierro-cromo con más de 13% de Cr,
mantienen su estructura ferrítica, desde temperatura am-
biente hasta el punto de fusión. Durante el calentamiento,
dicha estructura no atraviesa el campo austenítico (fase
gamma), luego no puede austenizarse y posteriormente
templarse para formar Martensita. Estos corresponden a
los denominados aceros inoxidables ferríticos. Es impor-
tante limitar el contenido de carbono para prevenir que el
campo gamma se expanda y prevenir la formación de
Martensita (ver Fig. 11).
Figura 11. Influencia del carbono ampliando el bucle
Gamma
Del diagrama de Inﬂuencia del carbono, se deduce lo
siguiente:
a) En el diagrama hierro-cromo, el bucle gamma se
expande a la derecha al aumentar el contenido de carbono
de la aleación. El carbono favorece la formación de fase
gamma.
b) Cabe Señalar que si el carbono alcanza 0.6% el límite
del bucle gamma queda limitado para un cromo aproximado
del 18%. Por lo tanto, con carbono superior al 0.4% ya no
se amplia el bucle y el exceso de carbono queda en el
acero formando distintos tipos de carburos de hierro y
cromo que dependen de la temperatura , del contenido de
carbono y de cromo.
c) Las aleaciones hierro-cromo-carbono, con contenidos
de cromo superior a 27% son ferriticas.
d) Se pueden conseguir aleaciones hierro-cromo-carbono
de hasta aproximadamente 17% de cromo que sean
martensíticas a temperatura ambiente.
2000
1800
1600
1400
1200
800
600
400
200
0 20
Fe
FCC Austenita
BCC Ferrita
BCC
Líquido
Sigma
% Cr Cr
40 60 80 100
0
1000
T(˚C)

18 www.indura.net
CLASIFICACIÓN DE ACUERDO A SU
MICROESTRUCTURA
Los tres tipos principales de aceros inoxidables utilizados
en la industria son las clases Martensítica, Ferrítica y
Austenítica, nombres derivados de la fase predominante
que se encuentra a temperatura ambiente. Una cuarta
clase, los tipos PH (Precipitation Hardening) o de
EndurecimientoporPrecipitación,haalcanzadoimportancia
en las últimas décadas. En los últimos años, la clase Dúplex
ha despertado gran interés.
Figura 12. Relación entre el contenido de cromo y níquel
en los distintos grupos de aceros inoxidables
Aceros Inoxidables Austeníticos
La clase austenítica contiene níquel como segundo
elemento principal de aleación. El Ni se utiliza para suprimir
la transformación de la Austenita y hacerla estable incluso
a temperatura ambiente y más baja. Así, cuando el níquel
se agrega al acero inoxidable en cantidades suﬁcientes, la
estructura cambia a Austenita.
Los metales de aporte serie 300 de acero inoxidable
Austenítico (con contenido de Cr que varía desde 15-32%
y contenido de Ni de 8-37% aproximadamente) se utilizan
en la mayor parte de las aplicaciones de soldadura ya que
ellos son mucho más soldables que los aceros inoxidables
ferríticos, martensíticos o de endurecimiento por
precipitación.
Características básicas
• Elevada resistencia a la corrosión en una amplia gama
de ambientes corrosivos, generalmente mejor que la de
los aceros Martensíticos o Ferríticos, pero son vulnerables
al agrietamiento por corrosión bajo tensiones (SCC) en
ambientes de cloruro.
• Excelente soldabilidad, mejor que los grados Ferríticos
y Martensíticos.
• Sobresaliente maleabilidad y ductilidad, mejor que los
grados Ferríticos y Martensíticos.
• Muy buenas propiedades criogénicas y buena resistencia
a alta temperatura. La plasticidad de la estructura de la
Austenita, transmite a estos aceros, su tenacidad,
reducción en área y excelente resistencia al impacto aun
a temperaturas criogénicas.
• Endurecible solamente por trabajo en frío. Los aceros
inoxidables Austeníticos no pueden ser templados para
obtener Martensita, ya que el Níquel estabiliza la Austenita
a temperatura ambiente e incluso por debajo de ella.
• Comparado con el acero al carbono posee menor punto
de fusión, menor conductividad térmica, mayor resistencia
eléctrica y coeficientes de expansión térmica
aproximadamente 50% mayores.
• Las características magnéticas de los metales de aporte
de acero inoxidable austenítico varían desde no magnéticos
como en los Tipos 310, 320 y 330 completamente
austeníticos a notablemente magnéticos como en el Tipo
312, que contiene más de un 25% de Ferrita. La mayoría
de los aceros inoxidables austeníticos comunes tales como
308(L), 309(L), 316(L) y 347 son levemente magnéticos
debido a la presencia de algo de Ferrita.
Aplicaciones típicas
• Algunos aceros com-
pletamente austeníticos
pueden ser usados a
temperaturas tan bajas
como –270° C.
• Plantas y equipos quí-
micos.
• Equipos para procesamiento de alimentos.
• Usos arquitectónicos.
Austeníticos
Duplex
Ferríticos
Endurecibles
por precipitación
Martensíticos
Contenido de Cromo
ContenidodeNíquel
12
5
10
15
20
15 20 25

19
ACEROS INOXIDABLES FERRÍTICOS
Se caracterizan por una estructura ferrítica a cualquier
temperatura ya que no presentan transformación de Ferrita
en Austenita durante el calentamiento ni transformación
martensítica en el enfriamiento. Por esta razón no hay
posibilidad de cambios de fase. Como se observa en el
gráfico 11, si a un acero inoxidable se le aumenta el
porcentaje de Cr y se limita la cantidad de C la vertical que
representa a aleación se situará a la derecha del bucle
gamma y el acero será ferrítico a cualquier temperatura,
ya que no atraviesa ninguna línea de transformación, y no
podrá ser templado, como por ejemplo los inoxidables tipo
430, 442, y 446. Los aceros Ferríticos son conocidos como
los aceros inoxidables de cromo directo. Su contenido de
cromo que varía entre 10.5% (Tipo 409) y el 30% (Tipo
448), pero con bajo contenido de carbono. Ejemplos son
los aceros AISI 405, 430, 442 y 446. La más común de las
aleaciones es la tipo 430 (UNS S43000), con 16% a 18%
de cromo, 0.12% máx. de carbono.
• Soldabilidad frecuentemente mayor que los grados
martensíticos pero menor que los grados austeníticos.
• Resistencia a la corrosión algo superior a la de los aceros
inoxidables martensíticos, pero inferior a la de los grados
austeníticos. La presencia de cromo incrementa dicha
resistencia. La ausencia de níquel reduce la resistencia
general a la corrosión y los hace susceptibles en muchos
medios como por ejemplo en H2S ,NH4Cl, NH4NO3 y
soluciones de H6Cl2. Los aceros con menor contenido de
cromo (10,5%) se les suele denominar inoxidables al agua,
pues no resisten sostenidamente medios más agresivos.
• Es propenso a aumentar el tamaño del grano a
temperaturas elevadas y adquiere cierta fragilidad con
permanencias prolongadas entre 450° y 500°C (fragilidad
a 475°C).
• Acerosde25-30%decromopresentanbuenaresistencia
a la corrosión y en atmósferas sulfurosas en caliente.
• Buena resistencia a la corrosión bajo tensión SCC, es-
pecialmente en cloruros a alta temperatura, comparada
con los grados austeníticos. Pequeñas cantidades de Ní-
quel, tan bajas como 1,5% son suficientes para inducir
SCC.
• No endurecible por el tratamiento térmico, sólo mode-
radamente por trabajo en frío, generalmente menos que
los aceros inoxidables austeníticos.
• Menor ductilidad que los aceros austeníticos, debido a
la inherente menor plasticidad de la estructura cúbica
centrada en el cuerpo del hierro alfa. Maleabilidad no tan
buena como los grados austeníticos pero suficiente para
trabajarlos fácilmente en frío.
• Menor tenacidad que los grados austeníticos.
• Alcanzan su máxima ductilidad y resistencia a la
corrosión en la condición de recocido.
• La Ferrita generalmente disminuye la dureza y la
resistencia al impacto a temperaturas criogénicas.
• Son bastante magnéticos y están expuestos a la
desviación de arco (Soplo magnético).
• Excelente resistencia al “pitting” y a la corrosión por
rendija (Crevice) inducida por cloruros.
• Se les prefiere en general por su resistencia a la corrosión
y bajo costo, más que por sus propiedades mecánicas.
• Tubos de inter-
cambiadores de ca-
lor donde el SCC
sea un problema,
por ejemplo en plan-
tas de procesamien-
to de petróleo o gas
natural.
• Estampado pro-
fundos de piezas
como recipientes para industrias químicas, alimenticias, y
para adornos arquitectónicos o automotrices.
• Aplicaciones de resistencia al agrietamiento por
corrosión de tensiones de cloruro, corrosión en medios
acuosos, oxidación a alta temperatura y corrosión por
picadura y por hendidura por medios de cloruro.
• Tubos de escape de automóviles, tanques de radiadores,
reactores catalíticos y alcantarillas.
• Adornos decorativos y tanques de ácido nítrico.
• Componentes que requieren protección contra subidas
de temperatura tales como partes de hornos, boquillas y
cámaras de combustión.
• Tanques de agua caliente.

20 www.indura.net
ACEROS INOXIDABLES MARTENSÍTICOS
Son aleaciones que atraviesan el campo gamma del
diagrama de equilibrio Cr-Fe (ver Fig.10) debido a lo cual
pueden austenizarse y templarse. Pueden estar aleados
con pequeñas cantidades de otros elementos. Son
ferríticos en estado de recocido pero martensíticos con un
enfriamiento más rápido ya sea en aire o en un medio
líquido desde una temperatura superior a la crítica. Fueron
los primeros aceros inoxidables desarrollados
comercialmente (como cuchillería) y tienen contenido
relativamente alto del carbono (0,1 - 1,2%) comparado a
otros aceros inoxidables. Aceros de este grupo en general
no contienen más de 14% de Cr – excepto los tipos 440
A, B, y C que contienen 16-18%Cr y una cantidad de
Carbono suﬁciente para producir el endurecimiento. Junto
con la clase de aceros inoxidables Ferríticos comparten la
denominada serie AISI 400. En contraste con los aceros
inoxidables auténticos, no contienen níquel como elemento
de aleación. Algunos ejemplos son aceros tipo AISI 410,
416, 420, 431, 501 y 502.
• Moderada resistencia a la corrosión. Usualmente menor
que la de los aceros austeníticos y ferríticos.
• Baja soldabilidad, variando con el contenido de carbono.
A mayor contenido de carbono, mayor será la necesidad
de precalentar y realizar tratamientos térmicos posteriores,
para producir soldaduras libres de defectos.
• Excelente resistencia mecánica.
• Puede ser endurecido por el tratamiento térmico y así
alcanzar altos niveles de resistencia y dureza. Son
endurecidos por aire cuando se enfrían rápidamente desde
el rango de temperatura de austenizado (871°C-1010°C)
en donde la fase austenítica es predominante. Ligeramente
endurecibles por trabajo en frío.
• Son bastante magnéticos al igual que los aceros
inoxidables ferríticos, por lo tanto están sujetos al desvío
del arco en la soldadura.
• Son adecuados para temperatura moderadamente alta
debido a la buena resistencia al creep y a la tensión en
dicho rango de temperatura.
• Cuando reciben tratamiento térmico apropiado tienen
la resistencia a la corrosión adecuada en muchos
ambientes, ofrecen mayor resistencia y buenas propiedades
de fatiga junto con excelente resistencia a la oxidación y
al desgaste.
• Estas aleaciones se seleccionan a menudo por sus
buenas propiedades mecánicas y bajo costo.
En piezas que están sometidas a corrosión y que requieren
cierta resistencia mecánica.
• Aspas de turbinas (Tipo 403).
• Revestimiento de asientos para válvulas.
• Carcazas de bombas.
• Cuerpos de válvulas y compresores.
• Cuchillería, Hojas de afeitar e instrumentos quirúrgicos
(Tipos 420 y 431).
• Ejes, husos y pernos.

21
ACEROS INOXIDABLES ENDURECIBLES POR
PRECIPITACIÓN
Son aleaciones base hierro, con Cr entre 12% y 18% y Ni
entre4%y9%,ademásdeelementosaleantesqueproducen
el endurecimiento por precipitación tales como Molibdeno
(Mo), Titanio (Ti), Nitrogeno (N), Cobre (Cr), Aluminio (Al),
Tantalo (Ta), Niobio (Nb), Boro (B) y Vanadio (V).
Han sido formulados de tal forma que puedan ser
suministrados en condición de solución sólida (en la cual
ellos son maquinables) y así puedan ser endurecidos
después de la fabricación a través de un proceso de
“envejecimiento” a baja temperatura entre 482-593°C
minimizando los problemas asociados con los tratamientos
a temperaturas elevadas. El principio del endurecimiento
por precipitación es que una solución sólida cambia su
estructura metalúrgica con el envejecimiento.
Características Básicas
• Moderada a buena resistencia a la corrosión.
• Muy alta resistencia. Pueden lograrse hasta aproxima-
damente 1800 Mpa (excediendo la resistencia de los
aceros inoxidables martensíticos) con resistencia a corro-
sión similar a la del Tipo 304.
• Buena soldabilidad.
• Magnéticos.
• Servicios a alta temperatura como intercambiadores de
calor y tubos de sobrecalentamiento de calderas a vapor.
• Componentes aeroespaciales y marinos.
• Tanques de combustibles.
• Partes de bombas.
• Ejes y pernos.
• Sierras, cuchillos y juntas tipo fuelle flexibles.
ACEROS INOXIDABLES DÚPLEX
Son aleaciones base hierro con Cr, Mo y una cantidad de
estabilizadores de la Austenita como Ni y N para lograr el
balance deseado entre las fases ferríticas y austeníticas de
donde deriva su denominación dúplex. El nitrógeno aumen-
ta el límite de fluencia y reduce la velocidad de la formación
de compuestos intermetálicos frágiles. El molibdeno mejo-
ra la resistencia a la corrosión por picadura y rendija.
Fueron desarrollados considerando que los aceros
inoxidables austeníticos son vulnerables al agrietamiento
por corrosión de tensiones (SCC) en ambientes de cloruro,
aunque presentan una excelente soldabilidad. Los aceros
inoxidables ferríticos tienden a ser frágiles y son difíciles
de soldar pero resisten el SCC. Los aceros inoxidables
dúplex combinan algunas de las mejores características
de los aceros inoxidables austeníticos y ferríticos. La
Austenita proporciona ductilidad y la Ferrita resistencia al
SCC. Debido al balance existente entre estas dos fases,
presentan ventajas en severas condiciones de temperatura
y contenido de cloruros, donde los Inoxidables austeníticos
sufren SCC, picaduras y rendijas.
El contenido típico de Ferrita de estos aceros va entre un 40
y 60%. Contienen Cr relativamente alto (entre 18 y 28%) para
mantener la resistencia a la corrosión de los aceros Auste-
níticos y cantidades moderadas de Ni (entre 4.5 y 8%) para
aumentar el contenido de Ferrita y así aumentar la resisten-
cia a SCC en medios con cloruros a alta temperatura.
Ejemplos de aleaciones dúplex son los grados 312, 315,
318, 325 y 329. La aleación 2205 (UNS S31803) es una de
lasaleacionesdúplexmásampliamenteusada.Comparando
la composición de esta aleación con una de acero
inoxidable completamente austenítico, tal como el tipo 316,
la aleación 2205 es más alta en cromo, más baja en níquel
y contiene nitrógeno.
Características básicas.
• Comparados con los grados austeníticos, los aceros
inoxidables dúplex presentan mayor resistencia mecánica
y una resistencia considerablemente mayor al SCC en
soluciones de cloruro a expensas de una tenacidad,
ductilidad y soldabilidad levemente menor.
• Mas alta resistencia a la tracción y punto de fluencia que
los aceros austeníticos y ferríticos.
• Buena soldabilidad y maleabilidad.

22 www.indura.net
• Resistencia intermedia a la corrosión por fatiga inducida
por cloruros, entre los aceros austeníticos y ferríticos.
• Resistencia a la corrosión general y por picado, igual o
mejor que la del tipo 316L, en muchos ambientes
corrosivos.
• Resistencia a la corrosión intergranular, debido al bajo
contenido de carbono.
• Buena resistencia a la erosión y abrasión.
• Coeficiente de expansión térmica cercano al del acero
al carbono, lo cual puede resultar en menores tensiones
en las soldaduras que involucren inoxidables dúplex con
acero al carbono.
• Normalmente se utilizan en un rango de temperaturas
entre -45 ºC y 260 ºC.
• Tuberías de intercambiadores térmicos, tuberías de
petróleo, plataformas de ultramar, pozos de gas, tuberías
en línea, cuerpos de válvulas para manejar agua de mar y
bombas de fundición.
• Industria de procesamiento químico.
• Usos marinos, particularmente a temperaturas levemen-
te elevadas.
• Plantas de desalación.
• Plantas petroquímicas.
• Industria de la Celulosa.
CORROSIÓN
Cuando los Aceros Inoxidables sufren corrosión,
generalmente no es uniforme como en el caso de los aceros
al carbono, sino localizada. Debido a ello no puede
prevenirse con espesores adicionales, sino que debe
evitarse la corrosión misma por medio de un conocimiento
profundo del medio corrosivo y del acero utilizado. Los
aceros inoxidables no son atacados por el ácido nítrico u
otros ácidos oxidantes, que facilitan la formación de la
película protectora. Por otra parte, en general, estos aceros
no resisten la presencia de ácidos reductores como el ácido
clorhídrico o fluorhídrico, y son atacados por las sales de
ellos (cloruros, fluoruros, bromuros y yoduros).
CORROSIÓN GENERALIZADA
Se debe al debili-
tamiento uniforme
del film de pasiva-
ción (óxido de cro-
mo) sobre toda la
superficie del ace-
ro. Generalmente
ocurre a causa de la mala selección del tipo de acero
inoxidable. Un ejemplo de corrosión generalizada es ex-
poner un acero inoxidable de tipo ferrítico de bajo conte-
nido de cromo (AISI 430) a una moderada solución de
ácido sulfúrico a temperatura. Se caracteriza por la pre-
sencia de herrumbre en el acero. La vida de componentes
se puede estimar en base a los resultados de pruebas de
inmersión. Algunos métodos usados para prevenir o redu-
cir la corrosión general son: recubrimientos, inhibidores, y
protección catódica.
CORROSIÓN INTERGRANULAR
Este tipo de corro-
sión ataca general-
mente a los aceros
del tipo 18/8 (serie
300), que se expone
a temperaturas en-
tre 430 a 870°C,
estas temperaturas se presentan en las proximidades de
las zonas soldadas. Se forman carburos de cromo en los
límites de los cristales de Austenita, empobreciendo la zona
adyacente de este elemento (cromo) y quedando de esta
forma expuesto a la corrosión. Una forma de evitar la co-
rrosión intergranular es usar aceros de bajo contenido de
carbono (tipo L), y cuando las condiciones de temperatura
son aún más severas se debe usar aceros estabilizados.

23
CORROSIÓN BAJO TENSIÓN
(STRESS CORROSIÓN CRACKING, SCC)
La corrosión
bajo tensiones
corresponde a
una falla de
material, la cual
es originada
porlapresencia
simultánea de
un ambiente adecuado, un material susceptible, y la
presencia de tensiones. La temperatura es un factor
ambiental significativo que afecta el agrietamiento. La
tensión umbral está frecuentemente por debajo del punto
de fluencia del material. Una falla catastrófica puede ocurrir
sin deformación significativa o el deterioro visible del
componente. Lasoldadurageneragradientesdetemperatura
y así puede inducir tensiones residuales, lo cual en ciertos
ambientes puede resultar en rotura por corrosión bajo
tensiones. Este tipo de corrosión es el menos frecuente, se
trata de un tipo de corrosión transgranular, el cual es
producido por tensiones generadas en el material, tales como
tracción, deformación en frío, soldaduras, etc., ante la
presencia de agentes químicos, principalmente compuestos
clorados. Este tipo de corrosión se manifiesta por pequeñas
fisuras en las zonas expuestas a tensión. Algunos métodos
para prevenir la corrosión bajo tensiones son: selección
apropiada del material, remover la especie química que
promueve el agrietamiento, cambiar el proceso de fabricación
o diseñar adecuadamente para reducir las tensiones.
CORROSIÓN POR GRIETAS (CREVICE)
La corrosión por grietas
ocurre en las aberturas o
los espacios estrechos
entre dos superficies del
metal o entre superficies
de metales y no metales.
La aireación diferenciada
entre la grieta (microam-
biente) y la superficie externa da a la grieta un carácter
anódico. Esto puede contribuir a una condición altamente
corrosiva en la grieta. Algunos ejemplos de grietas se
forman en rebordes, arandelas, juntas, empalmes rosca-
dos y anillos. Algunos métodos para reducir los efectos
de la corrosión de este tipo de corrosión son: eliminar la
grieta en la etapa de diseño, seleccionar materiales más
resistentes a este tipo de corrosión y reducir la agresividad
del ambiente.
CORROSIÓN POR PICADURAS (PITTING)
Las picaduras son
una forma localiza-
da de ataque co-
rrosivo. Se carac-
teriza por la forma-
ción de agujeros
en el metal. Estos
agujeros pueden ser pequeños y difíciles de detectar vi-
sualmente debido a la corrosión general. El pitting se
asocia con discontinuidades localizadas del film de pa-
sivación. La sensibilidad al pitting aumenta con condicio-
nes extremas de agentes corrosivos, imperfecciones
mecánicas, tales como partículas extrañas, daño en la
superficie del material, o por fallas en la película de óxido
de cromo. El fenómeno ocurre cuando se rompe la capa
pasivante y hay un ataque muy localizado. Algunos mé-
todos para reducir los efectos de la corrosión por pica-
duras son: reducir la agresividad del ambiente y utilizar
materiales resistentes a las picaduras. Es posible preve-
nir o retardar este efecto, usando aceros con contenido
de Molibdeno, como el 316.
CORROSIÓN GALVÁNICA
Todos los aceros
inoxidables son
susceptibles a este
tipo de corrosión.
Se produce por el
contacto de dos
metales de distinto
potencial de oxidación que están en contacto en un
medio corrosivo. Como un metal altamente resistente a
la corrosión, el acero inoxidable puede actuar como cá-
todo cuando está en contacto con material menos noble,
generándose un fenómeno electrolítico que daña la su-
perficie del acero inoxidable.

24 www.indura.net
CORROSIÓN MARINA
La corrosión
marina consi-
dera la inmer-
sión de com-
ponentes en
agua de mar,
equipos y tu-
berías que
utilizan dicha agua, y corrosión en atmósferas marinas.
La corrosión de un componente puede variar dependien-
do de si está en una atmósfera marina, en una zona de
salpicadura, o sumergido en el agua de mar. Además de
la sal (NaCl), en agua de mar hay otros componentes
como gases disueltos y organismos vivos. Las atmósferas
marinas se consideran generalmente uno de los ambien-
tes más agresivos para la corrosión. Algunos factores que
afectan la velocidad de corrosión en atmósferas marinas
son: humedad, viento, temperatura, contaminantes aero-
transportados, localización y organismos biológicos. La
selección de la aleación, recubrimientos metálicos, recu-
brimientos orgánicos, y protección catódica son métodos
de uso general para proporcionar protección apropiada
a la corrosión. La protección catódica puede ser lograda
usando un sistema de corrientes inducidas o impresas o
un sistema de ánodo de sacriﬁcio.
ACEROS INOXIDABLES A BAJAS TEMPERATURAS
Los criterios de selección de aceros inoxidables para
aplicaciones a bajas temperaturas están basados en la
energía mínima de impacto del ensayo Charpy a una
temperatura dada.
Transición Dúctil Frágil
En metales con estructuras BCC tales como aceros al
carbono y de baja aleación, se da una característica única
durante los ensayos de impacto en el rango de temperatura
entre -120 a -130ºC, aproximadamente. Esta característica
es una transición Dúctil-Frágil en la resistencia al impacto.
En el límite superior del rango de temperatura, el
comportamiento es dúctil con un marcado grado de
deformación plástica. En el límite inferior del rango de
temperatura, la fractura es frágil y con poca o nula
deformación plástica.
Figura 13. Curva de Transición Dúctil Frágil
Propiedades a bajas Temperaturas
Los aceros Austeníticos tienen una muy buena resistencia
al impacto. Energías de 135 [J] o mayores en el ensayo de
Charpy es un valor típico a temperatura ambiente y,
comúnmente, mantienen valores que exceden los 135 [J]
incluso a muy bajas temperaturas.
Los aceros inoxidables Martensíticos y Ferríticos presentan
una resistencia al impacto que decrece al disminuir la tempe-
ratura, y el modo de fractura cambia de dúctil, a temperaturas
medianamente elevadas, a frágil a temperaturas bajas. Por
otra parte, el rango de temperaturas en que se produce la
transición se ve afectado por tratamientos térmicos, el traba-
jo en frío y la composición química. Los tratamientos térmicos
que resultan en altas durezas, mueven el rango de transición
a mayores temperaturas, y aquellos que resultan en una
disminución en la dureza mueven el rango de transición hacia
menores temperaturas. Generalmente la transición de un
acero martensítico, por ejemplo el 410, ocurre en el rango de
–75 a 95ºC, que es el rango de temperaturas en que general-
mente son usados los aceros inoxidable martensíticos.
Energíaabsorbida
Fractura frágil
(descohesión)
Fractura dúctil
(coalescencia de
microcavidades)
Temperatura de transición
dúctil/frágil
Temperatura
TR

25
ACEROS INOXIDABLES A ALTAS TEMPERATURAS
RESISTENCIA A LA OXIDACIÓN (SCALING)
La resistencia a la oxidación, o scaling, depende del
contenido de Cromo de la aleación cromo-hierro, como se
muestra en la Fig.14. La mayoría de los aceros austeníticos,
con contenido de cromo de por lo menos 18%, pueden
ser usados a temperaturas de hasta aproximadamente
870ºC y grados como el 309 y 310 incluso a mayores
temperaturas. La mayoría de los aceros martensíticos y
ferríticos tienen menores resistencias a la oxidación y por
lo tanto resisten menores temperaturas de operación. Una
excepción a esto es el grado ferrítico 446 con
aproximadamente 24% de Cromo, el cual puede ser usado
para resistir el Scaling a temperaturas de hasta 1100ºC.
Figura 14. Efecto del cromo en la resistencia al Scaling
La tabla 1 muestra una aproximación a la temperatura
máxima de servicio a la cual varios grados de aceros
inoxidables pueden ser usados para resistir la oxidación
en el aire seco. Cabe señalar que estas temperaturas
dependen mucho de las condiciones ambientales, y en
algunas circunstancias, temperaturas substancialmente
mas bajas resultan en un Scaling destructivo.
Grado Intermitente Contínua
304 870 925
309 980 1095
310 1035 1150
316 870 925
321 870 925
410 815 705
416 760 675
420 735 620
430 870 815
Tabla 1. Temperaturas máximas de servicio en aire seco
Los aceros inoxidables austeníticos, han sido utilizados
ampliamente para aplicaciones a temperaturas menores
que cero hasta –270ºC. Estos aceros contienen suficiente
contenido de Níquel y Manganeso como para retener la
estructura FCC al enfriar desde la temperatura de trabajo
en caliente o de recocido.
El trabajo en frío a temperaturas del orden de –195ºC es
altamente efectivo en aumentar la resistencia a la tracción
de estos aceros. Para aceros inoxidables metalúrgicamente
inestables a muy bajas temperaturas tales como 301, 304
y 304L, la deformación plástica a temperaturas menores
que cero puede provocar una transformación parcial en
Martensita, la cual incrementa la resistencia a la tracción.
Para algunas aplicaciones criogénicas es deseable utilizar
un acero inoxidable estable para condiciones de exposición
criogénicas tal como el tipo 310.
Para componentes de alta resistencia en estructuras crio-
génicas, hay varios aceros inoxidables que contienen
cantidades significativas de manganeso en vez de algo de
níquel, además de pequeñas cantidades de nitrógeno y
otros elementos que incrementan la resistencia. Adicional-
mente, el trabajo en frío incrementa substancialmente la
resistencia a la fluencia y a la tracción, y reduce la ductili-
dad, pero a niveles suficientes para obtener buena resis-
tencia al impacto a temperaturas criogénicas.
Pruebas a 980ºC
PORCENTAJEDEPÉRDIDA
Contenido de Cromo
4 6 8 10 12 14 16 18 20 222
5
10
15
20
25
35
30
40
45

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Resistencia al Creep
La alta resistencia de los materiales a elevadas tempera-
turas expresada en términos de su resistencia al creep
(habilidad de los materiales a resistir la distorsión sobre
largos periodos de exposición a altas temperaturas).
Respecto a esto, los aceros inoxidables austeníticos son
particularmente buenos.
Los aceros inoxidables dúplex, si bien tienen buena re-
sistencia a la corrosión debido a sus altos contenidos de
cromo, sufren de fragilidad si son expuestos a tempera-
turas por sobre 350ºC aproximadamente, por lo cual,
están restringidos a aplicaciones por debajo de dicha
temperatura.
Los grados martensíticos y los endurecibles por precipi-
tación tienen altas resistencias logradas por medio de
tratamientos térmicos. La exposición de estos grados a
temperaturas que excedan las temperaturas de tratamien-
to térmico, resultaran en un ablandamiento permanente,
por lo que estos grados son raramente usados a elevadas
temperaturas.
Estabilidad microestructural
Cuando algunos aceros inoxidables son expuestos a
temperaturas de servicio entre 425 a 815º, se genera
precipitación de carburos en los bordes de grano,
resultando en una reducción de la resistencia a la corrosión.
Para evitarlo, se considera el uso de grados estabilizados
(ej: 321) o grados bajos en carbono “L”.
Otro problema es la formación de fase sigma, dura y frágil,
la cual depende del tiempo de exposición, de la temperatura
de servicio y de la composición química del acero. En
general el grado 304 es prácticamente inmune a la
formación de fase sigma, pero no aquellos grados con
mayores contenidos de carbono, molibdeno y silicio.
Expansión Térmica
Puede ser calculada multiplicando la dimensión original
por el diferencial de temperatura y por el coeficiente de
expansión térmica.
Acero al Carbono 12
Austeníticos 17
Duplex 14
Ferriticos 10
Martensíticos 10
Tabla 2. Coeficientes de expansión térmica
El efecto de la expansión térmica es más notable cuando
los componentes están restringidos en su movimiento, ya
que la expansión origina distorsiones en el material.
También pueden surgir problemas si dos metales disímiles
son soldados. En general, las relativamente altas tasas de
expansión térmica en los inoxidables austeníticos se
traducen en que la fabricación en estas aleaciones puedan
tener más problemas dimensionales que fabricaciones
similares en aceros al carbono, baja aleación, ferríticos,
martensíticos o aceros inoxidables dúplex.
SELECCIÓN DE ELECTRODOS PARA ACEROS
INOXIDABLES
IMPORTANCIA DEL CONTENIDO DE FERRITA
La estructura de los metales de aporte de acero inoxidable
austeníticos, varía desde completamente austenítico como
el 310 hasta la fase doble austenítica-ferrítica como los
grados 308, 309, 312, 316, etc., que contienen un pequeño
volumen de fase Ferrita,y asociado al Ferrite number (FN).
Enlaseleccióndeelectrodosinoxidables,sedebeconsiderar
que se requiere un porcentaje de Ferrita balanceado para
garantizar una adecuada resistencia al agrietamiento, al
impacto y a la corrosión de acuerdo a las condiciones de
servicio a las cuales estará expuesta la pieza soldada.
Generalmente se desea algo de Ferrita para mejorar la
resistencia al agrietamiento. El agrietamiento en caliente
puede producirse cuando compuestos de bajo punto de
fusión como Fosforo, Azufre y Silicio quedan atrapados
en el metal depositado durante el proceso de enfriamiento.
Debido a que estos compuestos son mucho más solubles
en Ferrita que en la Austenita, una pequeña cantidad de
Ferrita puede “absorber” cantidades significativas de
impurezas. La mayoría de los depósitos de soldadura de
acero inoxidable austenítico contienen entre un 3% a un
20% de Ferrita. Con estos porcentajes disminuye la
posibilidad de agrietamiento en caliente. Las técnicas de
soldadura pueden jugar un papel importante en el
contenido de Ferrita. Mientras que un 10% de Ferrita
puede ser considerado normal para un cordón en
particular, un arco demasiado largo al inicio o al final del
cordón puede resultar en 0% en estos puntos, haciéndolo
vulnerables a las grietas.
Hay aplicaciones donde la presencia de Ferrita en la
soldadura no es beneficiosa. La fase sigma se forma más
fácilmente a partir de Ferrita que de Austenita. En
aplicaciones criogénicas la resistencia al impacto a baja
temperatura disminuye con el incremento del porcentaje de
Ferrita. Sobre aproximadamente 10 FN aumenta la
posibilidad de que la Ferrita se transforme en fase sigma

27
Estimación del contenido de Ferrita mediante examen
metalográfico
Este método es mas exacto cuando la Ferrita está e un
rango de 4 a 10%. Una de las ventajas de dicho método
es que puede usar pequeñas muestras obtenidas del metal
depositado y puede ser usado cuando los otros métodos
no sean prácticos.
Estimación del contenido de Ferrita por la composición
química del metal depositado
Se han desarrollado a través de los años diferentes
diagramas para predecir el porcentaje de Ferrita. Los
resultados obtenidos con los diferentes diagramas pueden
presentar diferencias. Algunos diagramas son:
• Diagrama de Maurer.
• Diagrama de Schaeffler (ver Fig.22).
• Diagrama DeLong (ver Fig.23).
• Diagrama WRC-1988.
• Diagrama Espy.
Al principio, los diagramas representaban la Ferrita en
unidades de volumen (%). Los diagramas más recientes
del Welding Research Council, WRC, determinan el número
de Ferrita, FN, por respuesta magnética. El FN y el volumen
(%) son equivalentes hasta el 6%, pero difieren a niveles
más altos.
El contenido de Ferrita en el metal de aporte de acero
inoxidable austenítico, puede controlarse al variar la
composición química. El cromo promueve la formación
de Ferrita, mientras que el níquel se opone a dicha
formación. Otros elementos actúan con distintos grados
de potencia de la misma manera como lo hace el cro-
mo o el níquel. Por esta razón tenemos un equivalente
de cromo (ferritizantes) vs. un equivalente de níquel
(austenitizantes).
frágilcuandolatemperaturadeservicioestádentrodelrango
540-900°C aproximadamente. A temperaturas criogénicas
(-195 ºC), la dureza y la resistencia al impacto se ven
reducidas por la Ferrita, y es una práctica común especificar
soldaduras con no más de 2 FN y preferiblemente 0 FN. Es
preferible también tener baja Ferrita cuando las soldaduras
se exponen a temperaturas entre 480 y 925 ºC, para evitar
una pérdida de ductilidad a temperatura ambiente como
resultado de una fase sigma de alta temperatura.
En los grados al molibdeno como 316, 317 y sus versio-
nes L, la Ferrita puede producir una disminución impor-
tante en la resistencia a la corrosión en un medio de
oxidación caliente.
Excluyendo servicios especiales, tales como aplicaciones
criogénicas o medios corrosivos a altas temperaturas, un
FN entre 5 y 10 se considera adecuado para minimizar el
micro agrietamiento y la corrosión por tensiones. De lo
anteriormente expuesto queda en evidencia la importancia
de poder estimar y medir el porcentaje de Ferrita en el
proceso de selección de electrodos.
MEDICIÓN Y ESTIMACIÓN DEL CONTENIDO DE
FERRITA
El contenido real de Ferrita se puede determinar mediante
instrumentos de laboratorio sensibles al magnetismo o bien
se puede estimar por medio de un examen metalográfico
o a través de gráficos especialmente diseñados conociendo
la composición química del metal depositado.
Medición del contenido de Ferrita por instrumentos
magnéticos
Considerando que la Ferrita es magnética y la Austenita no,
la cantidad de Ferrita en una soldadura puede determinarse
midiendo su atracción magnética, la cual es directamente
proporcional a la cantidad de Ferrita presente.
Existen diferentes instrumentos disponibles para esta
medición. El Severn Gauge compara densidades y de
esta manera aísla las cantidades de Ferrita. El Magna
Gauge mide la tensión requerida por un resorte para
separar a un imán de la soldadura. La fuerza necesaria
es relacionada con el porcentaje de Ferrita. Este equipo
es más exacto pero esta limitado como instrumento de
laboratorio mientras que el Severn Gauge se puede aplicar
en fábrica y obra. La calibración de dichos instrumentos
es crítica. La AWS ha desarrollado un procedimiento de
calibración, además de detallar como se debe realizar el
relleno y la preparación para el muestreo, dado que estos
influencian la medición.

28 www.indura.net
DIAGRAMA DE SCHAEFFLER
Procede de su antecesor, el diagrama de Maurer, el cual
presenta las estructuras que va a presentar un acero al
Cr-Ni de acuerdo a los porcentajes de estos presentes en
el acero. Antón Scheaffler lo mejoró, incorporando la in-
fluencia de distintos elementos de aleación en la formación
de Ferrita y Austenita. Se definió así el concepto de Cromo
equivalente y Níquel equivalente. El cromo equivalente
incorpora los elementos alfagenos (formadores de Ferrita)
y el níquel equivalente los elementos gammagenos (forma-
dores de Austenita). Cada elemento va multiplicado por un
factor que depende de su grado de influencia en la forma-
ción de Ferrita o Austenita respectivamente.
Cromo equivalente:
%Cr + %Mo + (1,5 x %Si) + (0,5 x %Nb).
Níquel Equivalente:
%Ni + (30 x %C) + (0,5 x %Mn).
El diagrama de Schaeffler muestra la presencia de las
fases Austenitica, Ferrítica y Martensitica propias de los
aceros Inoxidables cuando son enfriados a las velocida-
des normales de soldadura. Además presenta las zonas
de fragilización en Frío debido a la presencia de Marten-
sita, la zona de Fragilidad en caliente originada por la
presencia de Austenita, la zona de Fragilidad por presen-
cia de fase Sigma y la zona de Crecimiento de grano
Ferrítico. (ver Fig.17).
El trabajo en el diagrama de Schaeffler fue realizado con-
siderando soldadura manual con electrodos revestidos,
donde se asumía que los depósitos contenían aproxima-
damente de 0,06% de nitrógeno. Con el desarrollo de
nuevas procesos de soldadura que incorporan desde el
aire atmosférico al metal fundido distintos niveles de Ni-
trógeno, fue necesario desarrollar nuevos gráficos que
incorporaran la influencia del nitrógeno como elemento
formador de Ferrita. En estos casos es preferible utilizar
una revisión del diagrama de Schaeffler, llamado diagrama
de DeLong (ver Fig.16).
Figura 15. Diagrama de Schaeffler

29
nes se alejan apreciablemente de las aleaciones para
soldadura comunes durante ese período, el diagrama
puede no ser exacto. Existe evidencia considerable de que
el Mn a niveles elevados (por sobre 2%) no actúa como un
austenitizante, por lo que el diagrama tiende a sobreestimar
la Ferrita en los metales de aporte con alto contenido de
Mn. Este diagrama al igual que el anterior son herramientas
útiles siempre que se entiendan sus limitaciones.
DIAGRAMA DELONG
Es un diagrama de Schaeffler modificado. Predice el nu-
mero de Ferrita sobre un FN=18. Este diagrama introduce
el nivel de Nitrógeno en la predicción del FN y provee una
mejor correlación entre la estimación y la medición del
contenido de Ferrita que el diagrama de Schaeffler. Note
que la Ferrita que realmente se deposita puede disminuir
alrededor de 1FN para GTAW y alrededor de 4FN para
GMAW debido al pick up de Nitrogeno en donde la pro-
tección del gas es inadecuada. Corresponde a un instru-
mento empírico desarrollado principalmente alrededor de
las aleaciones para soldadura de la década de 1960 y
principios de la década de 1970. Cuando las composicio-
Figura 16. DeLong (FN) Diagrama para Aceros Inoxidables Soldados
CROMO EQUIVALENTE:
%Cr + %Mo + (1,5 x %Si) + (0,5 x %Nb)
NÍQUELEQUIVALENTE

30 www.indura.net
Ejemplo de aplicación del diagrama de Schaeffler
Para efectos prácticos se presentará un ejemplo de
aplicación con el Diagrama de Schaeffler. El procedimiento
de uso de los otros diagramas es análogo al presentado.
En términos generales, dos son los factores principales
que se deben considerar al seleccionar el material de aporte
para soldar una junta de acero inoxidable.
1.- La composición química de la soldadura debe ser similar
a la del material base con el objeto de resistir a la
corrosión.
Figura 17. Zonas críticas diagrama Schaeffler
2.- La estructura final debe tener las características
mecánicas apropiadas de acuerdo a las condiciones de
servicio a las cuales estará expuesta. Dichas características
dependen del punto del diagrama donde se ubique el metal
depositado, el cual a su vez es una mezcla del metal de
aporte y los materiales base los cuales pueden ser
disímiles.
La zona del diagrama 17 con estructuras tenaces es
pequeña (zona 5, sombreada). De este punto de vista, la
zona mas apreciada es la Austenítica con entre un 5% y
un 10% de Ferrita. De lo anteriormente expuesto queda
en evidencia la importancia de una cuidadosa selección
del metal de aporte.

31
3
1
4
2
5
Figura 18. Diagrama de Schaeffler de ejemplo
Para determinar el punto del gráfico que representa al
metal depositado se procede de la siguiente manera:
1.- A partir de las ecuaciones adjuntas, se calcula el Cromo
y el Níquel equivalente de cada uno de los metales base y
se posiciona cada uno de ellos en el diagrama. Si soldamos
un acero Austenítico con uno Martensítico se podrían tener
los puntos 1 y 2. En el caso de aceros al carbono se debe
considerar la descarburación que se produce durante la
soldadura, la cual alcanza valores próximos al 50%, luego
en la formula del Ni equivalente debe reemplazarse el
termino 30x %C por 15x %C. ( Ver Fig. 24).
Cromo Equivalente:
%Cr + %Mo + 1,5x % Si + 0,5x % Nb
Níquel Equivalente:
% Ni + 30 x % C + 0,5x % Mn
2.- El punto del gráfico que representa la composición
química de la mezcla de los dos metales base, se encon-
trará en la recta que une los puntos 1 y 2 independiente-
mente del porcentaje de dilución de cada uno durante el
proceso de soldadura. Si se dan las condiciones para que
ambos materiales participen en similar proporción (igual
espesor, igual bisel, arco simétricamente direccionado,
igual precalentamiento de ambos materiales), el punto que
representa la mezcla de ambos materiales se ubicara en
el medio de dicha recta. Punto 3.
3.- Se calcula el Cromo y Níquel equivalente del metal de
aporte y se ubica en el diagrama el punto que representa
dicho metal. Punto 4.
4.- El punto del diagrama que representa la mezcla final
de los 3 metales se ubicará en la recta que une el punto 3
y 4, mas cerca o lejos del material de aporte de acuerdo al
porcentaje de dilución del material base, lo cual a su vez
es función del proceso de soldadura y sus parámetros
(intensidad de corriente, longitud de arco, etc.). General-
mente, para un proceso de soldadura con electrodo reves-
tido (SMAW), se considera un porcentaje de dilución de
30% (% de participación del metal base). Luego el punto
del diagrama que representa la mezcla final del cordón de
soldadura (Punto 5) se encontrará más cerca del punto 4.
5.- Las propiedades mecánicas del metal depositado
pueden estimarse de acuerdo a la ubicación del punto 5
en el diagrama de fase. Dicho punto idealmente debe
evitar las 4 zonas críticas del Diagrama de Schaeffler, esto
puede variar dependiendo de la aplicación específica de
la unión soldada.

32 www.indura.net
SOLDADURA DE ACEROS INOXIDABLES
Las propiedades de los aceros inoxidables difieren
considerablemente de las de los aceros al carbono. Esto
requiere una revisión detallada de sus características,
fenómenos a los cuales están expuestos al someterlos a
una fuente de calor y procesos de soldadura, para
finalmente llegar a algunas recomendaciones prácticas que
ayuden a soldadores e ingenieros de materiales a obtener
soldaduras satisfactorias.
Como todas las soldaduras, los depósitos de acero
inoxidable varían en calidad de acuerdo con la experiencia
y calidad del soldador. Sin embargo no es posible permitir
soldaduras de segunda calidad tratándose de aceros
inoxidables, no solo por el alto costo de estas aleaciones
sino que también porque la mayoría de las aplicaciones de
los inoxidables son tan críticas que una soldadura de buena
calidad es absolutamente esencial.
CALIDAD DEL METAL BASE Y DE APORTE
Los materiales base y metales de aporte deben cumplir con
ciertos estándar de calidad especificados por normas tales
como AWS, AISI, ASME y MIL-E-22200/2A. La utilización
de materiales de baja calidad puede generar defectos que
deberán repararse posteriormente o una vida útil reducida.
Use solo Aceros Inoxidables de máxima calidad.
INSPECCIÓN DE SOLDADURAS
Las soldaduras de un Acero Inoxidable deberán ser
ensayadas por Gammagrafía o ultrasonido para asegurar
la calidad de la unión. Para obtener una buena radiografía
la superficie de la soldadura debe estar libre de
irregularidades. Debe removerse toda contaminación.
DISEÑO DE LA UNIÓN
Una junta muy angosta dificulta el acceso del material de
aporte y la remoción de escoria. Una junta muy ancha
requiere mucho material de aporte lo cual aumenta el costo
de la soldadura. Salvo indicación contraria y aplicaciones
especificas, se recomienda mantener una separación de
raíz igual al diámetro del electrodo y un ángulo de la unión
de 60° para biseles en V.
FORMA DEL CORDÓN DE SOLDADURA
Se recomiendan cordones levemente convexos. Cordo-
nes cuya sección sea excesivamente convexa pueden
ir acompañados de poca penetración e inclusiones. Las
inclusiones de escoria pueden causar que la soldadura
falle en el ensayo de doblado. Se recomiendan cordones
con perfiles lisos para facilitar la remoción de escoria.
El ancho del cordón no deberá ser de más de 2,5 veces
el diámetro del electrodo.
HUMEDAD
La humedad en la
soldadura puede
producir porosi-
dades. Tanto el
electrodo como el
metal base deben
estar libres de hu-
medad. La hume-
dad presente en la
soldadura depende de la exposición a fuentes de hume-
dad y de la naturaleza higroscópica del revestimiento de
los electrodos inoxidables. De acuerdo a lo anterior se
recomienda especial atención con:
• Las principales fuentes de humedad son, agua utilizada
para enfriar la soldadura, guantes húmedos, paños
húmedos, humedad presente en el aire comprimido utilizado
para soplar la escoria y condensación como consecuencia
de variaciones de temperatura.
• Se debe considerar el bajo nivel de hidrogeno de los
electrodos de acero inoxidables. No deben exponerse a
ambientes de mas de 50% de humedad relativa por mas
de 2 horas. Si así sucediera, deben ser reacondicionados
en hornos a 300°C por al menos 1 hora.
• Dos síntomas que deben ponernos alerta sobre una
probable humedad del revestimiento, es la dificultad en la
remoción de escoria y la porosidad visible de la
soldadura.
• Para prevenir la absorción de humedad del revestimiento,
una vez abiertos los envases, se recomienda mantenerlos
en ambientes calefaccionados a 100°C. En terreno, pueden
almacenarse en termos portátiles.
• Si se sospecha que una unión no está completamente
seca, soplar el agua con aire comprimido seco o calentar
el área con un soplete para eliminar la humedad.

33
• La humedad excesiva en recubrimiento de electrodos
inoxidables dúplex, presenta el riesgo adicional de originar
fragilidad por hidrógeno en la fase ferrítica, lo cual no es un
inconveniente en los grados austeníticos de la serie 300.
• Los electrodos mojados deben ser descartados, no
reacondicionados.
LIMPIEZA Y PREPARACIÓN
Se debe poner especial cuidado en
la preparación de la soldadura y
considerar la limpieza previa,
durante (entre cordones) y posterior
al proceso de soldadura. Una
limpiezainapropiadapuedegenerar
defectos en la soldadura tales
como fisuras, porosidad, falta de
fusión y pérdida de resistencia a la
corrosión de la soldadura y de la
zona afectada térmicamente.
Algunas recomendaciones son:
• El área que debe ser limpiada incluye los bordes de la
junta y 50 a 75 mm de la superficie adyacente.
• La superficies limpiadas deben ser cubiertas, a menos
que se realice inmediatamente la soldadura.
• Las juntas a ser soldadas deben estar libres de óxidos
superficiales que quedan frecuentemente después del corte
por métodos térmicos. Estos óxidos está compuestos
principalmente por compuestos de cromo y níquel, los
cuales se funden a mayor temperatura que el metal base,
y pueden quedar atrapados en el cordón de soldadura.
• En equipos que hayan estado en servicio en contacto con
productos químicos, previo a la soldadura, se recomienda
neutralizar residuos alcalinos con soluciones medianamen-
te ácidas y residuos ácidos con soluciones medianamente
alcalinas, seguido por un lavado con agua caliente.
• Limpie mediante esmerilado superficies que han estado
en servicio expuestas a altas temperaturas. Estas requieren
limpieza especial ya que pueden estar muy oxidadas,
sulfurizadas o carburizadas.
• Se debe tener especial cuidado con las herramientas,
barras de respaldo de cobre, pinturas ricas en zinc y
desechos metálicos.
• Realice el desengrasado utilizando un solvente no
clorado. No se recomiendan solventes clorados ya que
restos de cloruro pueden permanecer en la superficie
originando corrosión cuando la pieza entre en servicio.
• Contaminantes como azufre, fósforo y otros elementos
de bajo punto de fusión pueden causar fisuras en el metal
depositado. Contaminantes como carbono superficial no
retirado antes de la soldadura pueden reducir la resistencia
a la corrosión.
• Un tratamiento con ácido nítrico, seguido de una
neutralización puede ayudar a eliminar metales de bajo
punto de fusión.
• Para soldaduras multipasada, remueva la escoria entre
cordones para evitar que esta quede atrapada y genere
puntos de fragilidad. Una difícil remoción de escoria puede
originarse por soldaduras irregulares, contaminantes en
el material base, humedad en el revestimiento y juntas
demasiado angostas. Todas las soldaduras deben
enfriarse algo antes de comenzar a remover la escoria.
• Limpie el cordón
una vez finalizada la
soldadura. Si quedara
algo de escoria sin
remover después de
proceso de soldadura,
la zona cubierta no
quedaría expuesta al
aire y luego no
desarrollaría la película
protectora de óxido de
cromo. Si la soldadura
entra en servicio en presencia de un líquido corrosivo no
oxidante, esta escoria podría ser removida dejando un área
desprotegida que se corroerá rápidamente.
• Luego de soldar elimine los contaminantes orgánicos de
la superficie. Estos favorecen la corrosión en ambientes
agresivos. Además impiden que el decapado con ácido sea
efectivo en remover la contaminación por hierro y óxidos
superficiales.
• Utilice métodos de detección de incrustaciones de hierro,
tales como mojar la superficie e inspeccionar después de
24 horas para detectar manchas de óxido. Una prueba más
eficiente y sensible se puede realizar con una solución de
94% agua destilada, 3% ferrocianuro de potasio y 3% de
ácido nítrico al 60-67% que se aplica con un rociador.
Después de pocos minutos pueden aparecer manchas de
color azul indicando la presencia de incrustaciones de
hierro. Finalmente se debe limpiar la solución de la superficie
con agua o un paño húmedo. Para mayor información ver
Norma ASTM A380 “Standard Recommended Practice for
Cleaning and Descaling Stainless Steel Parts”.

34 www.indura.net
• Después del desengrasado, utilice el decapado para
eliminar las incrustaciones de hierro. Durante este proceso
unacapasuperficialseeliminaporcorrosiónfrecuentemente
con un baño de ácido nítrico / fluorhídrico a 50%. Dicho
proceso se prefiere en los aceros inoxidables de bajo
carbono o estabilizados. En grados no estabilizados, el
proceso puede originar corrosión intergranular en la zona
afectada por el calor.
• Quite toda la suciedad, grasa y materiales extraños por
medio de limpiadores, desengrasantes, maquinado o
esmerilado. Use solo cepillos de acero inoxidable.
• Algunas planchas inoxidables vienen protegidas con un
papel fijado mediante adhesivos. Este debe quitar se por
completo antes de soldar o el calor formará gases que
causarán porosidades.
• Verifique la efectividad del desengrasado utilizando la
prueba de la rotura de la película de agua. Una fina película
de agua aplicada con una manguera, se interrumpirá en el
área donde persista grasa, aceite u otro contaminante de
este tipo.
PROCEDIMIENTO DE SOLDADURA Y PARÁMETROS DE
OPERACIÓN
• Los parámetros de opera-
ción como intensidad de co-
rriente, voltaje y otros, deben
ser los apropiados y deben
estar especificados en el
procedimiento de soldadura.
• Se debe utilizar los rangos
de corriente recomendados por el fabricante. A falta de esta
información y considerando la mayor resistencia eléctrica de
los aceros inoxidables con respecto a los aceros comunes,
se recomiendas rangos entre un 25% y 50% de los utilizados
para un acero común.
• Para soldadura plana, mantener el electrodo con la parte
superior inclinado en el sentido del avance unos 15°.
Mantener el arco lo mas corto posible.
• Para soldadura vertical, el electrodo debe mantenerse
perpendicular a la plancha y usarse una leve oscilación en
la pasada de raíz.
• Para soldadura sobre cabeza utilizar cordones rectos y
cortos. Mantener el arco corto y evitar la oscilación.
• Con el objeto de obtener una soldadura con mejor
resistencia a la corrosión, se recomienda utilizar la intensidad
de corriente mínima y con cordones rectos. Lo anterior
minimiza el calor aportado y reduce la tendencia a la
fisuración y a las deformaciones. Si es necesario usar
cordones oscilados, deben limitarse a 2,5 veces el diámetro
del electrodo.
• Una corriente demasiado baja producirá un arco inestable,
interferencia de la escoria en el arco, pegado del electrodo,
excesivo salpicado y una incorrecta forma del cordón.
• Un amperaje demasiado alto y/o un arco demasiado largo
producirán salpicado excesivo, escaso control del baño de
soldadura, fisuras, dificultad en la remoción de escoria y
pérdida de resistencia a la corrosión por perdida de cromo.
• Inicie el arco en un punto de la junta donde el metal se
vuelva a fundir de modo de evitar potenciales grietas y áreas
conmenorresistenciaalacorrosión.Otraalternativaesocupar
planchas adicionales al material base para dicho efecto.
• No interrumpir el arco dejando un cráter en la soldadura.
Cuando el metal solidifica se formará una depresión rellena
con escoria que será difícil de limpiar. Siempre se debe
llenar los cráteres antes de cortar el arco.
• El excesivo calentamiento y los cráteres sin rellenar
causan la mayoría de los problemas de grietas. Esto es
especialmente importante en aceros inoxidables tipo 310
y 330, los cuales son completamente austeníticos y luego
son susceptibles al agrietamiento en caliente.
• Evitar las socavaciones y remover toda la escoria (si es
necesario con esmeril) antes de reiniciar la soldadura.
• Para soldadura TIG, y con el objeto de evitar la
contaminación del metal base y del electrodo, utilice alta
frecuencia para iniciar y el arco. En ausencia de estos
dispositivos, utilice planchas auxiliares para dicho efecto.
• Para soldadura TIG, y con la finalidad de evitar la
formación del cráter y potenciales grietas a partir de éste,
el tamaño de la poza de soldadura debe ser disminuida
antes que se inicie su solidificación. Para tal efecto utilice
el pedal para disminuir la intensidad de la corriente antes
de retirar el electrodo. En ausencia de este, aumente la
velocidad de avance antes de levantar el electrodo. Antes
de levantar el electrodo se debe mantener la pistola sobre
el cráter por varios segundos para permitir que la soldadura
solidifique bajo la protección de la atmósfera de argón.
• Para soldadura MIG, utilice polaridad invertida (corriente
continua, electrodo positivo). Esta da una mayor penetración
y un arco más estable.

35
CORROSIÓN
• Prevenga la formación de rendijas. En servicio corrosivo,
cualquier rendija resultante por una falta de penetración, es
un sitio potencial de desarrollo de corrosión.
• Ponga especial atención a la penetración de la junta
soldada.Elbañodesoldaduradelaceroinoxidableesmenos
fluido que el del acero al carbono, así su penetración es
menor. Las uniones de acero inoxidable deben tener un
espacio mayor para el cordón de raíz.
• Las soldaduras de filete necesitan tener penetración
completa, se deben soldar ambos lados y las puntas.
Así se evitan rendijas que puedan juntar líquidos y
originar corrosión.
• Elimine mediante pulido con abrasivos de grano fino
imperfecciones, que son potenciales fuentes de corrosión
como marcas de inicio y fin de arco.
• Proteja de la salpicadura las zonas anexas al cordón de
soldadura. Se recomienda la aplicación de pasta, la cual
debe ser removida en el proceso de limpieza posterior a la
soldadura.
• Eliminelaescoriamediantecepillo,pulidooconmateriales
libres de acero al carbono.
MATERIAL DE RESPALDO
• Se recomienda utilizar materiales de respaldo, salvo que
la soldadura se realice por ambos lados de la superficie. La
ausencia de éste puede generar en el lado opuesto de la
superficie soldada, penetración excesiva, superficies
irregulares y originar corrosión acelerada.
• Considerelasalternativasdediseñodebarrasderespaldo
de cobre para uso con y sin gas de respaldo.
• Prevenga la fusión del cobre de la barra de respaldo para
evitar su incorporación al metal depositado.
• Se recomienda decapar después de soldar para eliminar
posibles trazas de cobre.
MONTAJE DE LA SOLDADURA
• Realice un alineamiento adecuado de la piezas a soldar.
• Si una de las superficies a ser unida es considerablemente
masgruesa,considerarlaalternativaderebajarla,parareducir
la concentración de tensiones.
• Cuando los volúmenes a soldar son grandes, evaluar el
diseño de posicionadores de acero inoxidable para man-
tener las superficies juntas durante el proceso de soldadu-
ra. Algunas de sus ventajas son: mejor ajuste de las juntas,
menor distorsión, mejores tolerancias de fabricación y
menor tiempo de soldadura.
• Lasjuntassinposicionadoresdeberánserpunteadaspara
mantener la alineación. Para evitar desalineamiento durante
el proceso de ensamblado de planchas, la secuencia debe
comenzar con un punto en cada extremo de la plancha y
luego uno en el medio. La secuencia continúa con puntos de
soldadura en el medio de cada tramo resultante.
• Debidoalamayorexpansióntérmicadelaceroinoxidable,
los puntos de soldadura deberán estar más juntos que lo que
usualmente se utiliza para aceros al carbono.
• Las puntos de soldadura deberán ser limpiados con
cepillo o esmerilados. Se recomienda proceso TIG para
realizar el ensamblado.
• Parasoldaduradecañeríasserecomiendapurgarelinterior
del con un gas inerte antes de la pasada de raíz con TIG. La
falta de purga puede generar una superficie interior muy
oxidada con una menor resistencia a la corrosión. Después
de la soldadura de raíz, se recomienda mantener la purga por
las dos siguientes pasadas, especialmente cuando no sea
práctico el decapado después de la soldadura.
SISTEMAS Y EQUIPOS
Los aceros inoxidables se pueden soldar por la mayoría de
los procesos comerciales de soldadura. Algunos de ellos
puedenofrecerventajasadicionalesalasproporcionadascon
los procesos tradicionales, Arco Manual, MIG y TIG.
• Soldadura por MIG Tubular. Produce soldaduras de alta
calidad, con mayor eficiencia que la soldadura por arco
manual. Presentan mayor versatilidad en cuanto a
composiciones especiales y rangos de Ferrita que la
producida con alambre sólido en MIG.
• SoldaduraporArcoSumergido.Seusaextensamentepara
soldar espesores sobre 6.0 mm.
• Soldadura oxiacetilénica. No se recomienda para aceros
inoxidables. Puede disminuir la resistencia a la corrosión de
la soldadura y del área adyacente.

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